WO2003073903A1 - Federanordnung für eine verschlussklappe einer filtertüte - Google Patents

Federanordnung für eine verschlussklappe einer filtertüte Download PDF

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    • A47L9/1427—Means for mounting or attaching bags or filtering receptacles in suction cleaners; Adapters
    • A47L9/1436—Connecting plates, e.g. collars, end closures
    • A47L9/1445—Connecting plates, e.g. collars, end closures with closure means
    • A47L9/1454—Self-sealing closures, e.g. valves

Definitions

  • the invention relates to a spring arrangement for the closure flap of a filter bag in a vacuum cleaner.
  • the flap is used to close the entrance to the filter bag.
  • flaps that can only be closed when the vacuum cleaner is opened to change the filter bags. This is done either manually by moving a locking tab or automatically by a spring.
  • BESTATIGUNGSKOPIE Flap opening in use the z. B. open the flap as a membrane with a lever.
  • Curved leaf springs are often used, which have a degression when they are deflected to a certain extent.
  • the feathers snap through. (This effect is used in the crack frog).
  • the flap is opened further, the spring force also increases continuously with these springs.
  • each further opening increases the bending load on the spring.
  • the object of the invention is to provide a spring arrangement which allows a wide opening without a large increase in force, so that the spring is not heavily loaded.
  • the contour of the spring element should be relatively flat so that it can be easily bent around the hinge of the closure flap.
  • a very flat and also a degressive characteristic curve can be achieved, although a high locking force can still be generated at the beginning by the effective lever arm. If the fulcrum If the flap is selected appropriately and there is also a recess in the hinge, a characteristic curve is also possible that goes into the negative range. This means that the closing force is less than 0 and the closing flap remains open. To do this, the neutral
  • a recess is made in the closure flap, into which the spring element is completely immersed in the open state, so that no edge or elevation which could hinder the flow protrude beyond the closure flap.
  • a seal can be attached to the spring element, which acts between the closure flap and the filter bag. In all cases, it is advisable to choose a material for the spring element that makes it difficult or impossible for dirt to adhere. In the latter case in particular, it is advantageous if the spring element completely covers the closure flap.
  • FIG. 1 shows a spring element 10 according to the invention, installed in a filter bag 12.
  • the flat spring element 10 is fastened with its one end to the filter bag 12 and with its other end to a closure cap 14.
  • An opening angle of the closure cap 14 of approximately 45 ° is shown.
  • FIG. 2 shows the spring element 10 installed in the filter bag 12 in the state in which the closure flap 14 is closed.
  • FIG. 8 shows the prior art in which a leaf spring 16 is used.
  • the leaf spring 16 has a crown (curvature in cross section) so that the spring force drops again after a certain opening angle.
  • An opening angle of the closure flap 14 of approximately 45 ° is shown here.
  • the leaf spring 16 is effective as a spiral spring. It is advantageous that the flow is not hindered by the leaf spring 16 in this embodiment, since the air flows past on the other side of the closure flap 14.
  • the disadvantage is the heavy load on the leaf spring 16 when the closure flap 14 is opened wide.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the spring element 10 according to the invention, installed in the filter bag 12, wherein the closure flap 14 assumes the closed position. It can be seen that an arrangement of at least one of the fastening points of the tension spring 10, which is higher than the inner surface of the filter bag 12 and the closed flap 14 and its axis of rotation, and the spring force acts as a torque with a lever arm with respect to the hinge axis, which results in a secure Closing the flap 14 leads.
  • FIG. 4 shows the spring element according to FIG. 3 with a small opening angle of the closure flap 14. At this small opening angle, the spring element 10 does not yet rest on the hinge, but extends in the area of the hinge, irrespective of a possible attachment to the fastener. fixing points and outside the area of the hinge, freely over it.
  • FIG. 5 shows the spring element 10 according to FIGS. 3 and 4 with an opening angle of the closure flap 14 of approximately 70 °. It can be seen that with this large opening angle the spring element 10 bends around the hinge of the closure flap 14. A further opening of the closure flap 14 only leads to a very slight increase in the torque and the spring load.
  • FIG. 6 shows a version modified compared to FIG. 5 with an opening angle of the closure flap 14 of likewise approximately 70 °.
  • this version there is a recess in the hinge and in the closure flap 14, into which the spring element 10 can dip. Depending on the size of this recess, there is a torque in the opening direction from a certain opening angle, so that the closure flap 14 remains open.
  • the neutral fiber of the spring element 10 lies below the axis of rotation of the hinge of the closure flap 14.
  • A denotes a curve which drops to a low level.
  • Another curve B drops to 0 and then rises again slightly. The point where the curves drop to 0 or to the minimum can be determined simply by the geometry of the spring element attachment and the choice of spring.

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Abstract

Die Federanordnung für eine Verschlussklappe 14 einer Staubsaugerfiltertüte 12 weist als Federelement 10 eine Zugfeder auf, die auf der Seite der Verschlussklappe 14 angebracht ist, auf welcher sie sich über deren Scharnier erstreckt und beim Öffnen der Verschlussklappe 14 auf Zug belastet wird. Die Befestigungsstellen des Federelementes 10 an der Verschlussklappe 14 und an der Filtertüte 12 sind so angebracht, dass es sich bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel der Verschlussklappe 14 frei über das Scharnier erstreckt und bei einem grösseren Öffnungswinkel in Anlage an einer auf oder neben der Scharnierachse angeordneten Kante oder Fläche abgebogen ist.

Description

Federanordnung für eine Verschlußklappe einer Filtertüte
Die Erfindung befaßt sich mit einer Federanordnung für die Verschlußklappe einer Filtertüte bei einem Staubsauger. Die Klappe dient dazu, daß der Eintritt in die Filtertüte verschlossen wird.
Es gibt Verschlußklappen, die nur beim Öffnen des Staubsau- gers zum Wechseln der Filtertüten verschlossen werden. Dies geschieht entweder manuell durch Verschieben einer Verschlußlasche oder automatisch durch eine Feder.
Es sind auch Staubsauger auf dem Markt, bei denen während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs die Filtertüte oben und der Eintritt in die Filtertüte unten angebracht ist. Bei diesen Staubsaugern muß die Filtertüte nicht nur beim Wechseln der Filtertüte verschlossen werden, sondern auch bei jedem Ausschalten des Saugers. Dies verhindert, daß bei ausgeschalte- tem Gerät Staub aus der Tüte wieder durch das Saugrohr auf den Boden fällt. Da in den Filtertüten auch feiner Staub vorhanden ist, ist eine relativ hohe Mindestverschlußkraft notwendig, damit kein Staub herausfällt. Dieser hohe Anfangswert der Federkraft kann beim Einschalten des Staubsaugers relativ leicht überwunden werden, da bei geschlossener Verschlußklappe eine große Druckdifferenz an der Klappe zu einer großen Öffnungskraft führt.
Die Kraft muß dann aber wieder abfallen und sollte auch bei großen Öffnungswinkeln bis 90° nicht so stark ansteigen, damit der Unterdruck die Verschlußklappe sicher geöffnet halten kann. Es sind auch Hilfseinrichtungen zur Unterstützung der
BESTATIGUNGSKOPIE Klappenöffnung im Einsatz, die z. B. als Membran über Hebel die Klappe öffnen.
Oft werden bombierte Blattfedern verwendet, die bei einem ge- wissen Durchbiegen eine Degression besitzen. Die Federn schnappen durch. (Dieser Effekt wird beim Knackfrosch verwendet) . Bei weiterer Öffnung der Klappe steigt aber auch bei diesen Federn die Federkraft kontinuierlich weiter an. Außerdem erhöht jedes weitere Öffnen die Biegebelastung der Feder. Beim derzeitigen Stand der Technik kommt es dann bei großen Öffnungswinkeln zu großen Federkräften und außerdem zu sehr großen Belastungen der Blattfeder. Diese großen Belastungen führen häufig zu einer vorzeitigen Ermüdung und Beschädigung der Blattfeder.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Federanordnung zu schaffen, die ein weites Öffnen ohne großen Kraftanstieg ermöglicht, so daß die Feder dabei nicht stark belastet wird.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen.
Es ist vorzugsweise als Federelement ein elastisches Gummioder Silikonformteil (LSR = Liquid Silicon Rubber) vorgese- hen, welches auf Zug belastet wird, z. B. ein O-Ring. Die
Kontur des Federelementes sollte verhältnismäßig flach sein, damit es leicht um das Scharnier der Verschlußklappe gebogen werden kann. Durch geeignete Wahl der Befestigungsstellen der Feder mit Bezug auf den Drehpunkt der Klappe kann eine sehr flache und auch eine degressive Kennlinie erreicht werden, wobei trotzdem am Anfang durch den wirksamen Hebelarm eine hohe Verschlußkraft erzeugt werden kann. Wenn der Drehpunkt der Verschlußklappe geeignet gewählt wird und außerdem eine Vertiefung im Scharnier vorhanden ist, ist auch eine Kennlinie möglich, die in den negativen Bereich geht. Das bedeutet, daß die Schließkraft kleiner als 0 wird und somit die Ver- schlußklappe offen stehen bleibt. Dazu muß die neutrale
(mittlere) Faser des Federelementes im Bereich des Scharniers auf die andere Seite von dessen Drehachse durchschnappen.
In weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung ist in der Verschlußklappe eine Vertiefung angebracht, in die das Federelement im geöffneten Zustand vollständig eintaucht, so daß keine Kante oder Erhebung, die die Strömung behindern könnte, über die Verschlußklappe vorsteht. Außerdem kann an dem Federelement eine Dichtung angebracht sein, die zwischen der Verschlußklappe und der Filtertüte wirkt. In allen Fällen ist es zweckmäßig, für das Federelement einen Werkstoff zu wählen, der ein Anhaften von Schmutz erschwert oder verhindert. Insbesondere im zuletzt genannten Fall ist es vorteilhaft, wenn das Federelement die Verschlußklappe vollständig überdeckt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert .
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Federelement 10, eingebaut in eine Filtertüte 12. Das flache Federelement 10 ist mit seinem einen Ende an der Filtertüte 12 und mit seinem anderen Ende an einer Verschlußkappe 14 befestigt. Gezeigt ist ein Öffnungswinkel der Verschlußkappe 14 von ca. 45°. Fig. 2 zeigt das in der Filtertüte 12 eingebaute Federelement 10 in dem Zustand, bei dem die Verschlußklappe 14 geschlossen ist .
Im Vergleich zu einer erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig.l und 2 zeigt Fig. 8 den Stand der Technik, bei dem eine Blattfeder 16 verwendet wird. Die Blattfeder 16 hat eine Bombierung (Wölbung im Querschnitt) , damit die Federkraft nach einem gewissen Öffnungswinkel wieder absinkt. Gezeigt ist hier ein Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ca.45°. Die Blattfeder 16 ist als Biegefeder wirksam. Vorteilhaft ist, daß die Strömung bei dieser Ausführung durch die Blattfeder 16 nicht behindert wird, da die Luft auf der anderen Seite der Verschlußklappe 14 vorbeiströmt. Nachteilig ist aber die starke Belastung der Blattfeder 16 bei weitem Öffnen der Verschlußklappe 14.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Federelement 10, eingebaut in die Filtertüte 12, wobei die Verschlußklappe 14 die geschlossene Stellung einnimmt. Man erkennt, daß durch eine gegenüber der inneren Oberfläche der Filtertüte 12 und der geschlossenen Klappe 14 sowie deren Drehachse erhöhte Anordnung wenigstens einer der Befestigungsstellen der Zugfeder 10 die Federkraft mit einem Hebel- arm mit Bezug auf die Scharnierachse als Drehmoment wirkt, das zu einem sicheren Schließen der Klappe 14 führt.
Fig. 4 zeigt das Federelement nach Fig. 3 bei einem geringen Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14. Bei diesem geringen Öffnungswinkel liegt das Federelement 10 noch nicht auf dem Scharnier auf, sondern erstreckt sich im Bereich des Scharniers, unabhängig von einer eventuellen Anlage an den Befe- stigungsstellen und außerhalb des Bereichs des Scharniers, frei über dieses hinweg.
Fig. 5 zeigt das Federelement 10 nach Fig. 3 und 4 bei einem Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ca. 70°. Man erkennt, daß sich bei diesem großen Öffnungswinkel das Federelement 10 um das Scharnier der Verschlußklappe 14 biegt. Ein weiteres Öffnen der Verschlußklappe 14 führt nur noch zu einer sehr geringen Erhöhung des Drehmoments und der Federbela- stung.
Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Version bei einem Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ebenfalls ca. 70°. Bei dieser Version ist eine Vertiefung im Scharnier und in der Verschlußklappe 14 vorhanden, in die das Federelement 10 eintauchen kann. Je nach Größe dieser Vertiefung kommt es ab einem bestimmten Öffnungswinkel zu einem Drehmoment in Öffnungsrichtung, so daß die Verschlußklappe 14 offen bleibt. Die neutrale Faser des Federelementes 10 liegt unter der Drehachse des Scharniers der Verschlußklappe 14.
Fig. 7 zeigt mögliche Kennlinien des erfindungsgemäßen Federelementes 10. Mit A ist eine Kurve bezeichnet, die auf ein niedriges Niveau abfällt. Eine andere Kurve B fällt bis auf 0 ab und steigt dann wieder etwas an. Der Punkt, wo die Kurven auf 0 bzw. auf das Minimum abfallen, kann einfach durch die Geometrie der Federelementbefestigung und die Wahl der Feder festgelegt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Federanordnung für eine Verschlußklappe einer Staubsau- gerfiltertüte, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) eine vorbelastete Zugfeder ist, die auf derjenigen Seite der Verschlußklappe (14) angebracht ist, auf welcher sie sich über deren Scharnier erstreckt und beim Öffnen der Verschlußklappe (14) auf Zug belastet wird, und daß die Befestigungsstellen des Federelementes (10) derart an der Verschlußklappe (14) und an der Filtertüte (12) angeordnet sind, daß es sich bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel der Verschlußklappe (14) frei über das Scharnier erstreckt und bei einem größeren Öffnungswinkel in Anlage an einer auf oder neben der Scharnierachse angeordneten Kante oder Fläche abgebogen ist.
2. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) eine so geringe Biegesteifig- keit besitzt, daß es mit im Verhältnis zum Schließmoment der Verschlußklappe (14) wesentlich kleineren Rückstellmoment an dem Scharnier der Verschlußklappe (14) biegbar ist .
3. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) aus einem Gummiwerkstoff, aus einem Silikonformteil (LSR) oder aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht.
4. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verschlußklappe (14) eine Vertiefung angebracht ist, in die das Federelement (10) im geöffnetem Zustand vollständig eintaucht, so daß keine Kante oder Erhebung über die Verschlußklappe (14) hervorsteht, die die Strömung behindert.
5. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) aus einem Werkstoff besteht, der ein Anhaften von Schmutz verhindert, und daß das Federelement (10) die Verschlußklappe (14) vollständig überdeckt .
6. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Federelement (10) eine Dichtung angebracht ist, die zwischen der Verschlußklappe (14) und der Filtertüte (12) wirkt.
7. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) als O-Ring ausgeführt ist.
8. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) eine degressive Kennlinie des auf die Verschlußklappe (14) wirkenden Schließmoments bewirkt, das bei einem bestimmten Öffnungswinkel bis auf ein Drehmoment von 0 Nm absinkt.
9. Federanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einen bestimmten Öffnungswinkel das in Schließrichtung auf die Verschlußklappe (14) wirkende Drehmoment unter 0 Nm absinkt und dadurch die Verschlußklappe (14) weiter bis zu einem Anschlag öffnet, der durch Anliegen des Federelementes (10) auf der Verschlußklappe (14) oder durch einen externen Anschlag gebildet ist.
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